EP1371877B1 - Gangwechselanlage eines automatischen Getriebes - Google Patents

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EP1371877B1 EP03013278A EP03013278A EP1371877B1 EP 1371877 B1 EP1371877 B1 EP 1371877B1 EP 03013278 A EP03013278 A EP 03013278A EP 03013278 A EP03013278 A EP 03013278A EP 1371877 B1 EP1371877 B1 EP 1371877B1
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    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing

Definitions

  • the speed change mechanism of this published application comprises generally an input shaft, a planetary gear train including a single pinion type gear unit and two single pinion type gear units, three clutches, two brakes and an output shaft.
  • a planetary gear train including a single pinion type gear unit and two single pinion type gear units, three clutches, two brakes and an output shaft.
  • the three clutches and two brakes are selectively engaged and disengaged in a given manner.
  • one of the planetary gear units has a double pinion type. This means increase in number of portions where gear meshing is made for achieving power transmission. However, increase in number of such portions tends to induce undesirable gear noise and vibration. For preventing such noise and vibration, highly accurate and thus expensive machining and assembling process is needed.
  • Fig. 1 shows schematically a speed change mechanism of an automatic transmission, which is the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 depicts the engaged/disengaged condition of each frictional element with respect to a speed position (or reverse position) assumed by the speed change mechanism.
  • Engaged condition is represented by a black circle
  • disengaged condition is represented by a blank.
  • the third sun gear S3 is applied with a reduced speed rotation and the third ring gear R3 is applied with an increased speed rotation, and thus, a rotation provided by increasing the reduced speed rotation of the third sun gear S3, that is lower than that of the input rotation), is outputted to the output shaft "Output" from the third pinion carrier PC3 through the center member CM.
  • both the second clutch C2 and the third clutch C3 are engaged respectively.
  • both the third clutch C3 and the second brake B2 are engaged respectively.
  • both the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged respectively.
  • the mechanism shown in Japanese Laid-open Patent Application (Tokkaihei) 4-219553 is a speed change mechanism equipped with a ravigneaux type planetary gear train
  • the mechanism of 2000-349390 is a speed change mechanism comprising a planetary gear train including one speed reduction planetary gear unit and two single pinion planetary gear units.
  • Fig. 11 is a schematic view of the speed change mechanism of 4-219553.
  • the mechanism comprises a single pinion planetary gear unit G4 and a ravigneaux type planetary gear train G5.
  • the gear unit G4 comprises a sun gear S4, a ring gear R4, pinions P4 meshed with both the sun gear S4 and the ring gear R4, and a pinion carrier PC4 carrying the pinions P4.
  • the ravigneawx type planetary gear train G5 comprises two sun gears S5a and S5b, two groups of pinions P5a and P5b respectively meshed with the sun gears S5a and S5b, a ring gear R5 and a pinion carrier PC5.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 denote planetary gear ratios of the first, second and third planetary gear units G1, G2 and G3 respectively
  • ⁇ 1 denotes a planetary gear ratio of the planetary gear unit G4
  • ⁇ 2 denotes a planetary gear ratio of the side of the sun gear S5a of the planetary gear unit G5
  • ⁇ 3 denotes a planetary gear ratio of the side of the other sun gear S5b of the gear unit G5.
  • the speed change mechanism of ravigneaux type will be considered.
  • the radial size of the part of a case where the planetary gear unit G5 is installed increases when the planetary gear ratio " ⁇ " (viz. number of teeth of sun gear/number of teeth of ring gear) is within a commonly employed range from 0.35 to 0.65 and an appropriate arrangement is employed wherein the gear spacing ratio lowers as the gear change has a higher speed position. That is, in the ravigneawx type, when the planetary gear ratio " ⁇ 1" is set at a small value, it becomes impossible to widen the gear ratio for achieving the above-mentioned conditions.
  • Fig. 14 is a comparative graph showing a change of the ratio coverage in case of the speed change mechanism of the invention, the ravigneaux type speed change mechanism and the speed change mechanism of the Laid-open application 2001-349390 with at least one of the planetary gear ratios ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 being varied.
  • the ratio coverage has a narrower range from the minimum value 3.2 to the maximum value 6.7, and thus, widening of the gear ratio coverage is not achieved.
  • the ratio coverage has a narrower range, and thus, widening of the gear ratio coverage is not achieved. That is, in such speed change mechanisms, widening of the gear ratio coverage is not expected even if the mechanism has multistage gears.
  • the ratio coverage has a wider range from the minimum value 6.1 to the maximum value 15.3, and thus, widening of the gear ratio coverage and increase in freedom in selecting the gear ratio are achieved.
  • the ratio coverage has a range from the minimum value 5.1 to the maximum value 9.3. Although the range is somewhat narrower than that of the COMPARATIVE EXAMPLE-IV, satisfied widening of the gear ratio coverage and satisfied increase in freedom in selecting the gear ratio are expected.
  • the planetary gear ratios " ⁇ 1" and “ ⁇ 2" of the second and third planetary gear units G2 and G3 can be set separately. Accordingly, as is seen from the table of Fig. 12 , the ratio coverage can have a relatively wider range from the minimum value 4.74 to the maximum value 7.80. Thus, in the invention, increase in freedom in selecting the gear ratio is achieved.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Claims (7)

  1. Drehzahlveränderungsvorrichtung eines automatischen Getriebes zum Erreichen von 6- Vorwärtsgängen- und einem Rückwärtsgang, aufweisend:
    eine Eingangswelle, vorgesehen, um durch die Antriebsquelle angetrieben zu werden;
    eine Ausgangswelle, koaxial mit der Eingangswelle angeordnet;
    ein erstes Planetenradeinheit (G1), die eine Eingangsdrehung von der Eingangswelle in eine Ausgangsdrehung, deren Drehzahl niedriger als die Eingangsdrehung ist, wandelt; und
    eine erste Einheit, die zweite und dritte Planetenradeinheiten (G2, G3) enthält und zwischen der ersten Planetenradeinheit (G1) und der Ausgangswelle angeordnet ist, wobei die erste Einheit vorgesehen ist, durch Beeinflussen der Ausgangsdrehung von der ersten Planetenradeinheit (G1), die Ausgangswelle mit sieben Dreharten, die jeweils den 6- Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang entsprechen, vorzusehen; und wobei die Drehzahlveränderungsvorrichtung außerdem aufweist:
    eine zweite Einheit, angeordnet zwischen der ersten Planetenradeinheit (G1) und der ersten Einheit, um eine Leistungsübertragung zwischen ihnen zu organisieren, und dadurch gekennzeichnet, dass eine der zweiten oder dritten Planetenradeinheiten (G3) von einem Doppelring- Typ ist, der aufweist ein drittes Sonnenrad (S3), angetrieben durch die erste Planetenradeinheit (G1), eingangsseitige und ausgangsseitige Ringzahnräder (R4, R3), konzentrisch angeordnet rund um das dritte Sonnenrad (S3), dritte Ritzel, die jedes im Kämmeingriff mit dem dritten Sonnenrad (S3) und den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Ringzahnrädern (R3) sind, und einen dritten Ritzelträger (PC3), der die dritten Ritzel (P3) trägt,
    wobei der dritte Ritzelträger (PC3) mit der Ausgangswelle verbunden ist, um mit dieser zu drehen.
  2. Drehzahlveränderungsvorrichtung nach Anspruch 1, in der die zweite Einheit ein Mittelteil (CM) aufweist, das zwischen den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Ringzahnrädern angeordnet ist, um den dritten Ritzelträger mit der Ausgangswelle zu verbinden.
  3. Drehzahlveränderungsvorrichtung nach Anspruch 2, in der die andere der zweiten und dritten Planetenradeinheiten (G2) von einem Einzelritzel- Typ ist, der aufweist ein zweites Sonnenrad (S2), angetrieben durch die erste Planetenradeinheit (G1), ein zweites Ringzahnrad (R2), konzentrisch angeordnet rund um das zweite Sonnenrad (S2), zweite Ritzel (P2), die jeweils zwischen das zweite Sonnenrad (S2) und das zweite Ringzahnrad (R2) eingesetzt und im Kämmeingriff mit dem zweiten Sonnenrad (S2) und dem zweite Ringzahnrad (R2) sind, einen zweiten Ritzelträger (PC2), der die zweiten Ritzel (P2) trägt, wobei der zweite Ritzelträger (PC2) mit dem eingangsseitigen Zahnrad der Planetenradeinheit vom Doppelring- Typ durch ein Teil der zweiten Einheit verbunden ist.
  4. Drehzahlveränderungsvorrichtung nach Anspruch 3, in der die erste Planetenradeinheit (G1) von einem Einzelritzel- Typ ist, der aufweist ein erstes Sonnenrad (S1), ein erstes Ringzahnrad (R1), konzentrisch angeordnet rund um das erste Sonnenrad (S1), erste Ritzel (P1), jedes zwischen dem Sonnenrad (S1) und dem ersten Ringzahnrad (R1) angeordnet und im Kämmeingriff mit dem ersten Sonnenrad (S1) und dem ersten Ringzahnrad (R1, und einem ersten Ritzelträger (PC1),) der die ersten Ritzel (P1) trägt, wobei das erste Sonnenrad (S1) festgelegt ist und das erste Ringzahnrad (R1) mit der Eingangswelle verbunden ist.
  5. Drehzahlveränderungsvorrichtung nach Anspruch 4, in der die zweite Einheit aufweist:
    ein erstes Verbindungsteil (M1), das den zweiten Ritzelträger (PC2) der zweiten Planetenradeinheit (G2) mit dem eingangsseitigen Ringzahnrad der dritten Planetenradeinheit (G3) verbindet;
    ein zweites Verbindungsteil (M2), das das erste Ringzahnrad (R1) der ersten Planetenradeinheit (G1) mit dem ausgangsseitigen Ringzahnrad der dritten Planetenradeinheit (G3) verbindet, wobei das zweite Verbindungsteil (M2) mit der Eingangswelle verbunden ist;
    eine Kupplung (C2), angeordnet in dem zweiten Verbindungsteil (M2);
    ein drittes Verbindungsteil (M3), das das dritte Ringzahnrad (R3) der zweiten Planetenradeinheit (G2) mit der Ausgangswelle verbindet;
    ein viertes Verbindungsteil (M4), das den ersten Ritzelträger (PC1) der ersten Planetenradeinheit (G1) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) der zweiten Planetenradeinheit (G2) verbindet;
    eine Kupplung (C4), angeordnet in dem vierten Verbindungsteil (M4);
    ein fünftes Verbindungsteil (M5), das den Ritzelträger (PC1) der ersten Planetenradeinheit (G1) mit dem dritten Sonnenrad (S3) der dritten Planetenradeinheit (G3) verbindet;
    eine Kupplung (C5), angeordnet in dem fünften Verbindungsteil (M5);
    eine Bremse (B1), angeordnet zwischen dem zweiten Ritzelträger der zweiten Planetenradeinheit und einem Gehäuse des Getriebes; und
    eine weitere Bremse (B2), angeordnet zwischen dem zweiten Sonnenrad (S2) der zweiten Planetenradeinheit (G2) und dem Gehäuse des Getriebes.
  6. Drehzahlveränderungsvorrichtung nach Anspruch 1, in der
    die erste Planetenradeinheit (G1) ein erstes Sonnenrad (S1) enthält, befestigt an einem Gehäuse des Getriebes, ein erstes Ringzahnrad (R1), verbunden mit der Eingangswelle, erste Ritzel (P1), jedes im Kämmeingriff mit sowohl dem ersten Sonnenrad (S1), als auch dem ersten Ringzahnrad (R1), und einen ersten Ritzelträger (PC1), der die ersten Ritzel (P1) trägt;
    die zweite Planetenradeinheit (G2) ein zweites Ringzahnrad (R2) enthält, zweite Ritzel (P2), jedes im Kämmeingriff mit sowohl dem zweiten Sonnenrad (S2), als auch dem zweiten Ringzahnrad (R2), und einen zweiten Ritzelträger (PC2), der die zweiten Ritzel (P2) trägt;
    die dritte Planetenradeinheit (G3) das dritte Sonnenrad (S3) enthält, eingangsseitige und ausgangsseitige Ringzahnräder (R3, R4), dritte Ritzel (P3), jedes im Kämmeingriff mit dem dritten Sonnenrad (S3) und den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Ringzahnrad (R3, R4), und den dritten Ritzelträger (PC3), der die dritten Ritzel trägt;
    ein erstes Verbindungsteil (CM1), das den zweiten Ritzelträger (PC2) mit dem ausgangsseitigen Ringzahnrad (R4) verbindet;
    ein zweites Verbindungsteil (CM2), das das erste Ringzahnrad (R1) mit dem eingangsseitigen Ringzahnrad (R3) verbindet;
    eine dritte Kupplung (C3), eingesetzt in das zweite Verbindungsteil (CM2);
    ein drittes Verbindungsteil (CM3), das das zweite Ringzahnrad (R2) mit der Ausgangswelle verbindet;
    ein viertes Verbindungsteil (CM4), das den ersten Ritzelträger (PC1) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbindet;
    eine zweite Kupplung (C2), eingesetzt in das vierte Verbindungsteil (CM4);
    ein fünftes Verbindungsteil (CM5), das den ersten Ritzelträger (PC1) mit dem dritten Sonnenrad (S3) verbindet;
    eine erste Kupplung (C1), eingesetzt in das fünfte Verbindungsteil (CM5);
    ein Mittelteil (CM), das den dritten Ritzelträger (PC3) mit dem dritten Verbindungsteil (M3) verbindet, wobei sich das Mittelteil (CM) radial nach außen erstreckt von dem dritten Ritzelträger (PC3) zu dem dritten Verbindungsteil (M3) durch einen Raum, gebildet zwischen den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Ringzahnrädern (R3, R4);
    eine erste Bremse (B1), die in der Lage ist, den zweiten Ritzelträger (PC2) zu bremsen; und
    eine zweite Bremse (B2), die in der Lage ist, das zweite Sonnenrad (S2) zu bremsen.
  7. Drehzahlveränderungsvorrichtung nach Anspruch 6, außerdem aufweisend eine Steuereinrichtung, die die erste Kupplung (C1) und die erste Bremse (B1) in Eingriff bringt, um den 1. Gang herzustellen, die erste Kupplung (C1) und die zweite Bremse (B2) in Eingriff bringt, um die 2. Vorwärtsdrehzahl herzustellen, die erste Kupplung und die zweite Kupplung (C1, C2) in Eingriff bringt, um die 3. Vorwärtsdrehzahl herzustellen, die erste und die dritte Kupplung (C1, C3) in Eingriff bringt, um die 4. Vorwärtsdrehzahl herzustellen, die zweite und die dritte Kupplung (C2, C3) in Eingriff bringt, um die 5. Vorwärtsdrehzahl herzustellen, die dritte Kupplung (C3) und die zweite Bremse (B2) in Eingriff bringt, um die 6. Vorwärtsdrehzahl herzustellen und die zweite Kupplung (C2) und die erste Bremse (B1) in Eingriff bringt, um die Rückwärtsposition herzustellen.
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